具有混合熱傳遞系統的冷起動模擬器的製作方法
2023-09-11 12:21:55
專利名稱：具有混合熱傳遞系統的冷起動模擬器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種冷起動模擬器，用於流變測試流體樣品，更具體而言，本發明涉及一種具有混合的熱傳遞系統的冷起動模擬器，所述熱傳遞系統能將熱量傳遞至流體樣品，或從流體樣品傳遞出去。
背景技術：
發動機油通過提供潤滑層來減小由移動部件產生的摩擦，可以保護髮動機的移動部件。發動機油適當潤滑發動機的移動部件的能力在很大程度上取決於油的流變性能，特別是發動機油的粘度。一般而言，粘度是用於表示流體的流動阻力。在一發動機中，所述發動機油填充部件之間的狹窄的空間，並且黏附在移動部件和非移動部件上。油與移動部件和非移動部件保持接觸的趨向在油內產生了內部摩擦力。這些內部摩擦力在部件的相對移動發生之前必須被克服掉。所述油的內力可以與油的粘度成比例地變化，並且隨著粘度的增加而增加。此外對於給定的發動機潤滑油的混合物，所述粘度不能保持恆定，而是作為溫度的函數而變化，在低溫下，其會變得更粘。這種與增加的粘度有關的增加的摩擦力使得發動機在低溫條件下的操作或「起動」變得更加困難。
已知的流變測試裝置包括稱為「冷起動模擬器」的裝置，其用於在根據汽車工業協會(SAE)標準J300的模擬發動機起動條件下，測試低溫的發動機油。使用這些裝置對油進行測試由美國測試和材料協會(ASTM)D5293的「使用冷起動模擬器對-5℃～-35℃之間的發動機油的粘度進行標準化測試的方法」來管理。一種冷起動模擬器通過測量在轉子上施加的轉動阻力來測量發動機油的表觀粘度，所述發動機油的樣品被置入轉子和非移動的定子之間的狹窄的環形空間內。所述冷起動模擬器因此在操作上區別於諸如毛細管粘度計，所述毛細管粘度計測量確定容量的流體通過孔的流速。使用冷起動模擬器對發動機油的樣品進行測試的結果被稱為發動機油的「起動粘度」。
在授予Gyer的美國專利No.4,472,963示出了冷起動模擬器的例子。樣品油被引入轉動支撐的轉子和固定的定子之間的狹窄的環形空間內。一探測器放置在所述定子內，檢測定子的溫度。來自冷卻槽的甲醛循環流過定子內的冷卻劑通道，以冷卻定子。在冷卻槽中的甲醛保持在低於測試溫度的恆定的預定溫度下。所述甲醛通過一個閥被引入所述定子，所述閥周期性地打開和關閉以控制冷卻劑的流動。一控制系統響應來自定子探測器的溫度，以調節閥的打開一關閉的時間，由此控制送入定子的甲醛的流量。所述甲醛還在一單獨的加熱槽中被加熱至低於沸騰點的溫度，以循環通過定子的冷卻劑通道，從而去除測試樣品。所述加熱的甲醛通過減小油的粘度，從而減小油的流動阻力，能便於去除測試樣品。
甲醛是一種易燃的且有較高的毒性的物質。所述甲醛在加熱/冷卻槽中以及在『963專利中所述的冷起動模擬器的循環系統中的存儲以及處理都會對健康和安全造成危險。由在『963專利中使用甲醛而產生的對安全的關注隨著使用加熱槽而進一步增加，所述易燃的甲醛在所述加熱槽中被加熱至接近其沸騰點的溫度。此外，由循環甲醛提供的熱傳遞是無效的並且限定了定子冷卻的速率。這種循環甲醛的無效性限制了系統對改變熱傳遞要求的響應性，由此導致了系統所提供的溫度控制的不準確性。
專利『963中的系統所提供的溫度控制還受到沿循環流體的流動路徑產生的溫度變化的限制。為在所述部件和流體之間進行熱傳遞，所述冷卻劑流體通過熱傳遞元件的循環在冷卻劑介質的熱量增加或減少時，會導致沿冷卻劑流體循環路徑的溫度變化。現有技術的冷起動模擬器，例如授予Gyer的美國專利No.4,472,963的模擬器的循環系統在定子的第一側的入口和定子另一側的出口之間引導冷卻劑流。所述冷卻劑流體在『963專利的模擬器中的管道中以同一方向循環，其中對於任何給定的定子的位置，所述冷卻劑都被在單一方向引導。當冷卻的甲醛在所述定子周圍流動時，從定子增加給甲醛的熱量將增加入口和出口之間的甲醛的溫度。因此在冷卻劑入口和出口之間沿所述定子會產生溫度梯度。
因此需要的是一種熱傳遞系統，其能改變冷起動模擬器中的測試樣品的溫度，通過增加對改變熱傳遞要求的響應性和對沿測試樣品的溫度梯度的限制，而增加了樣品溫度控制的準確性和均勻性。
發明概述根據本發明提供了一種熱傳遞裝置，用於測量測試樣品的流變性能。所述裝置包括容納測試樣品的接收部分和與所述接收部分之間熱傳遞的熱傳遞元件。所述熱傳遞元件具有內部通道，所述內部通道彼此大致等距離延伸並穿過熱傳遞元件的至少一部分，以提供流體的對流循環。
根據本發明的一個實施例，所述熱傳遞元件包括彼此相互連接形成散熱片組件的散熱片。管狀元件在相鄰的散熱片之間延伸以連接相鄰的散熱片的內部通道。
根據本發明的一個實施例，其提供了一種冷起動模擬器。所述冷起動模擬器包括用於接收樣品油的接收部分。所述冷起動模擬器還包括一個混合熱傳遞系統，其具有至少一個與所述接收部分進行熱傳遞並且響應於電流將熱量傳遞至所述接收部分或將熱量從所述接收部分帶走的熱交換元件。所述冷起動模擬器還包括一個與所述熱交換元件進行熱傳遞的熱傳遞元件，用於向所述熱交換元件提供熱量或從所述熱交換元件將熱量帶走。所述熱傳遞元件包括彼此大致等距離延伸且穿過所述熱傳遞部件的至少一部分的內部通道，以提供流體的對流循環。
附圖簡述為了說明本發明，在附圖中示出一種優選的實施例，但可以理解本發明並不限於這種所示出的具體的設置和結構。
圖1是根據本發明的冷起動模擬器的測試單元的立體圖；圖2是圖1的測試單元的俯視圖(旋轉90°)；圖3是沿圖2的線3-3所取的截面圖；圖4是沿圖2的線4-4所取的截面圖5是圖1的測試單元中所設置的通道的對流系列。
發明詳述參見附圖，其中相同的標號表示相同的部件，在附圖中示出根據本發明的冷起動模擬器的測試單元10，用於在國家標準ASTMD5293的低溫下對油的樣品進行流變測試。所述冷起動模擬器用於模擬低溫下汽車發動機的起動條件，並通過測量送入轉子和非移動的定子之間的狹窄的環形空間內的樣品油對轉子所施加的轉動阻力來確定表觀粘度，稱為「起動」粘度。在下面將要描述的方式中，所述測試單元10將熱量傳遞至測量室或從測試單元傳遞出來，並對低至-40℃的測試溫度提供均勻的測試樣品溫度和在0.01℃溫度範圍內對溫度進行準確的控制。所述溫度控制系統的準確性是通過熱傳遞系統來實現的，所述熱傳遞系統能快速響應改變熱傳遞的要求。此外，所述測試單元利用部件的高度緊湊的結構實現節省空間並節省材料費用的優點。
如圖1-4所示，所述冷起動模擬器包括一個圓柱形的轉子14，其由軸16支撐進行轉動。所述轉子14共中心地放置在中空的圓柱形定子18的開口中。所述轉子14的外表面20和所述定子8的內表面22是緊密配合的，並且精確機加工的，因此當轉子14在所述定子18內轉動時，在轉子14和定子18之間通過冷起動模擬器可以保持一窄的環形空間24。所述環形空間24模擬緊密配合的發動機的可動部件之間的空間，以測量低溫下的樣品油的起動粘度。
所述測試單元10包括一個優選由高導熱性的金屬，例如銅製成的塊26，以便於通過所述塊26進行熱傳遞。所述塊26包括一個從所述塊的上表面延伸出的中心孔28，界定一個用作測試單元的接收部分的空腔，所述待測試的樣品油放置在所述測試單元的接收部分內。如圖4所示，定子18放置在所述塊26的空腔內，並且通過一個從定子18延伸出來的銷30與塊對準。所述定子18的銷30被接收在在中心孔28的端部處在塊26的表面上形成的孔32中。所述塊26還包括一個從塊的下表面延伸出、並且與中心孔28相通的擴孔通道34。待測試的樣品油通過有擴孔的通道34被引入轉子14和定子18之間的環形空間34內，並由測試單元10的溫度控制系統冷卻至測試溫度。然後由冷起動模擬器以已知的方式，通過測試由放置在環形空間24內的樣品油施加到轉子14上的轉動阻力來測試所述樣品油的粘度。
如圖3所示，所述測試單元10包括一個溫度探測器33，所述溫度探測器插入所述定子18的外表面35上所形成的槽中，這樣所述探測器在所述定子18和所述塊26的交界面處面對所述塊26。這使得探測器33在定子18的溫度監控區域內，所述樣品油在所述監控區域內放置在所述定子內。所述探測器33由電線，圖中示出為從定子18延伸出的電線電連接到測試單元10的控制系統上，以傳遞由探測器33測量的表示交界面溫度的電信號。如下面將詳細描述的，所述測試單元10的控制系統響應來自探測器33所報告的溫度，調節測試單元10所提供的熱傳遞，因此控制樣品的溫度。將溫度探測器33定位在定子18和塊26之間的交界面處，而不是完全定位在所述定子18或塊26內，增強了測試單元10對熱負荷的變化的響應性，由此易於進行準確的溫度控制。
冷起動模擬器的測試單元10包一混合熱傳遞系統，在所述混合熱傳遞系統中，由第一熱傳遞系統36提供從所述塊26傳遞出熱量以冷卻測試樣品的熱量傳遞。所述第一熱傳遞系統36提供的熱傳遞適於控制樣品的溫度。所述測試單元10的混合熱傳遞系統還包括一個第二熱量傳遞系統38，其用於傳遞由可控制的第一熱傳遞系統36從塊26帶出的熱量。
所述第一熱量傳遞系統36包括熱電模塊40，每個熱電模塊40放置成沿塊26的四個側平面42延伸。所述熱電模塊40使用已知的「珀爾帖效應」原理，其中電流由第一熱傳遞系統36導引通過所述模塊，以建立起模塊40的相對的熱和冷表面。在第一熱量傳遞系統的正常操作模式下，其中所述模塊40用於冷卻所述測試樣品，所述電流引導通過所述模塊40，這樣所述由第一熱量傳遞系統36建立的模塊40的熱的表面是在所述模塊的最外側的表面44。
由熱電模塊40的「珀爾帖效應」和模塊與塊26的緊密接近所產生的有效的熱傳遞提供了從塊26到模塊40的熱的一側44的快速的傳遞，以及塊26內的測試樣品的快速冷卻。通過相鄰於塊26的熱電模塊從塊26傳遞熱量，還以下面的方式改進了冷起動模擬器對從塊傳遞所需的熱量的變化的響應性。相應於探測器33所報告的溫度，從塊26進行熱傳遞的速率可以通過控制電流而即時變化，所述電流由第一熱傳遞系統36送至模塊40。傳送至模塊40的電流的變化可以通過改變設定電流的工作循環的開關時間或改變電流的安培數來實現。此外，由於相同的電流被傳送至每個模塊40，第一熱傳遞系統與現有技術的甲醇循環系統相比從塊26提供了更為均衡的熱傳遞。測試樣品的增加的響應性和熱傳遞的均勻性明顯地易於測試單元10對樣品溫度進行準確的控制。
所述模塊40的「珀爾帖效應提供了模塊40的另一種操作模式，如上所述。通過由第一熱傳遞系統36改變流過模塊的電流的方向，模塊的熱和冷表面也變得和上述相反。在這種變化的操作模式下，所述模塊40的熱表面將是位於模塊的最內側的表面46，這樣熱量是進入塊26，而非從塊26出去。這種變化的操作模式提供了對塊26更快速的加熱。這對出去測試樣品是有用的，因為樣品的加熱減少油的粘度，因此減少油流出測試單元10的接收部分的阻力。通過改變供給模塊40的電流的方向而產生的快速加熱和測試樣品從測試單元10的快速除去消除了從單獨的源，例如現有技術的單獨的熱甲醛槽引入熱量的需要。
本領域技術人員應當理解，前述的熱電模塊40不限於單一級的模塊。根據所述的測試溫度和可用的單一級模塊的冷卻能力，優選所述熱電模塊40包括多級模塊。一種本領域已知的多級模塊具有典型的用途，其中沿熱電模塊需要較大的溫差。在多級模塊中，各單獨的級一級疊在另一級上，形成熱電模塊，每級都構成一單獨的充電的熱電層。其中多級模塊用於熱電模塊40時，對模塊40的「冷」和「熱」側應理解為是指疊置層的最內側的表面或最外側的表面，其是根據冷卻模式可用還是加熱模式可用來確定的。
測試單元10的第二熱量傳遞系統38使用一種循環液體，來從測試單元10傳遞熱量。然而與現有技術的使用循環甲醇的模擬器相比，用於對樣品進行溫度控制的熱量傳遞由熱電模塊40而非由循環的液體來進行的。所述測試單元10的第二熱量傳遞系統38的循環流體僅僅用於從模塊40的熱的一側將熱量傳遞走。因此不需要甲醇作為循環流體。水和乙烯乙二醇的混合物，一種通常使用的發動機冷卻劑，提供了合適的用於低於-40℃的測試溫度的循環流體。此外根據所要求所需的測試溫度和所要求的熱負荷，單獨的水可以足以滿足要求。取消甲醇，一種易燃的和有毒的材料，增進了操作員的健康性和安全性。
測試單元10中包括熱電模塊40，用於樣品的控制的熱傳遞與現有技術的循環甲醇系統相比簡化了所需的循環流體的控制。對於授予Gyer的U.S專利No.4,472,963中所公開的模擬器，例如有必要設置冷卻槽，以冷卻甲醇到低於所需的測試溫度的溫度。改變測試溫度要求甲醇的入口溫度的相應的變化。對於測試單元10，從機械冷卻器出來的在大約+5℃的水/乙烯乙二醇混合物的循環提供了足夠的從測試單元10的模塊40對任何低至-40℃的測試溫度的熱傳遞。然而本發明不限於從機械冷卻器出來的水/乙烯乙二醇混合物的循環。根據所需的測試溫度和所要求的熱負荷，可以使用來自空氣—水熱量交換器的流體的循環或普通的自來水的循環。
所述第二熱量傳遞系統38包括一個散熱片組件48，其用作從模塊40的熱的一側除去熱量的熱傳遞元件。所述散熱片由導熱材料，例如鋁或銅製成。每個組件48的散熱片相鄰於第一熱量傳遞系統36的一個模塊40的外表面44延伸，這樣散熱片集中地圍繞所述模塊40和所述塊26。所述散熱片組件48包括一個對著所述側散熱片52，54的後散熱片50和前散熱片56。如圖1和圖2所示，側散熱片52，54在後散熱片50和前散熱片56的端部之間延伸，這樣側散熱片的端部面對前和後散熱片的端部。所述側散熱片52，54和前後散熱片56，60之間的面對關係導致了散熱片組件的高度緊湊和大致正方形的結構。所述側散熱片的端部和前後散熱片的端部之間的鄰接關係促進了塊26的絕緣，所述塊26由組件48圍繞，這樣可以避免使用額外的絕緣材料，例如聚氨酯。一種同樣可行的散熱片的設置能提供一種壓縮的組件，其消除了對額外的絕緣材料的需要，其中所述側散熱片這樣延伸，前和後散熱片的端部面對側散熱片的端部。
所述測試單元10包括一個頂蓋58，所述頂蓋在所述散熱片之間延伸，在所述第一熱量傳遞系統36的塊26和模塊40的上方。所述測試單元還包括一個底蓋60，所述底蓋60在所述散熱片之間延伸，位於所述塊26和模塊40的下方。所述頂蓋和底蓋58，60通過螺栓62固定在前，後和側散熱板上。所述螺栓延伸通過所述前散熱板56，後散熱板50，和側散熱板52，54上中的沉孔，以配合頂蓋和底蓋58，60中的螺紋孔。將頂和底蓋58，60放置在散熱片組件48之間提供了一種相當緊湊且大致正六面體的封閉結構，其包圍第一熱量傳遞系統36的塊26和模塊40。所述緊湊的正六面體封閉結構能提供用於低至-40℃的準確控制的測試溫度的有效的絕緣，無需額外的絕緣材料。
所述散熱片組件48界定了內部通道，所述內部通道相互連通，形成通道系列，第二熱量傳遞系統38的流體可以通過所述通道系列循環。所述通道系統包括橫置在每個側散熱片52，54和前散熱片56中的上通道68和下通道70。當所述上通道68和下通道70對準時形成通道的第一和第二系列72和74的一部分。如附圖中所示，所述上通道和下通道68，70延伸通過散熱片組件48，所述上下通道通過一個大致保持相等的距離分隔開。通道68，70的等距離的間距提供了通道中的流體分開部分的對流循環，這種方式將在下面詳細描述。雖然優選通道的等距離關係包括了頂部和底部通道之間的分離，但可以想像，所述通道包括共中心的圓柱形通道，這樣所述通道之間的等距離的間距為零。所述後散熱片50包括通道的布局，其使液體分開進入分開的部分，以實現流體穿過第一和第二通道系列72，74在分離的部分內的對流流動。
如圖5示意性地示出的，流體通過入口76引入測試單元，優選是從機械冷卻器在恆溫+5℃下引入。所述後散熱片50包括一個相鄰於入口76的通道分離器78，所述通道分離器形成單獨的通道，因此將通過入口76引入測試單元的流體分成第一和第二部分。所述流體的第一部分沿順時針方向在通道的第一系列72中圍繞所述測試單元10流動，而流體的第二部分在通道的第二系列74中沿逆時針方向流動。如圖所示，相應系列的通道優選相對於散熱片組件一上一下。所述後散熱片50還包括一臨近所述出口82的通道連接器80，其將分開的第一系列72和第二系列74通道連接成一個單一的通道。
所述後散熱片50提供了對於第二熱量傳遞系統的對流循環所必須的流體的分開和結合，其以下面的方式進行，所述流體通過通道分離器78分成第一和第二部分。所述第一部分在後散熱片50的下部分通入所述側散熱片52。所述第一部分然後通過側散熱片52，前散熱片56和側散熱片54的下部通道70。所述第一部分然後在後散熱片50的下部通向通道連接器80。
所述由通道分離器78產生的第二流體部分最初從後散熱片50的上部中的分離器向上通向側散熱片。所述第二部分然後通向逆時針方向穿過側散熱片54、前散熱片56和側散熱片52的上通道68。後散熱片50內的一條傾斜的通道89使第二部分流體通向通道連接器80，以將第二部分與第一部分合併起來。如圖所示，所述通道的第二系列74的傾斜通道89從所述第一系列72的通道相對於所述後散熱片50向內。所述結合在一起的流體流然後從測試單元10通過出口82釋放出，例如流到機械冷卻器。
在混合熱量傳遞系統的正常的操作模式下，其中循環的水混合物將熱量從熱電模塊40傳遞走，當流體以順時針方向繞測試單元10流動時水混合物的第一部分的溫度將會增加。同樣，當流體沿逆時針流過測試單元時，所述第二部分的流體溫度將會增加。因此流體的兩部分的平均溫度會大致相同，儘管在測試單元10周圍的位置有差別。以此方式，通過測試單元10的對流循環系統，能最小化由其它方式會形成的沿測試單元10的溫度梯度。測試單元10的減小的溫度梯度有助於樣品溫度的均勻性。
最優選的是，所述入口76和出口82彼此靠近，如圖1和圖2所示。在此方式下，在後散熱片內一上一下設置的橫向通道的長度將最大化，由此有助於第二熱傳遞系統38的分開的對流系統的溫度梯度減小。
散熱片組件48的內部通道可以這樣設置，兩個連接的散熱片之間的交界面處，一個散熱片的內部通道面對相鄰的散熱片的內部通道。所述第二熱量傳遞系統38優選包括管狀件88，每個管狀件88在相鄰的散熱片的面對的通道之間延伸。所述管狀件88提供了通道部分，用於連接第二熱量傳遞系統38的第一和第二流體通道72，74的分開的通道。可以使用一種合適的墊圈材料，例如矽樹酯，密封分離的散熱片和連接管件88。使用測試單元的入口76和出口82和連接管件88將散熱片內面對的通道連接起來與使用由組件外側的柔性管連接起來的散熱片的入口和出口相比、提供了更為緊湊的結構。
雖然已經結合各附圖所示出的優選實施例對本發明進行了描述，可以理解也可以使用其它的類似的實施例，並且可以在不脫離本發明的範圍內，可以對所描述的實施例進行各種修改和變形以執行相同的功能。因此本發明不應該限於任何一個單一的實施例，本發明的保護範圍應根據所附的權利要求進行確定。
權利要求
1.一種用於測量測試樣品的流變性能的熱傳遞裝置，所述熱傳遞裝置包括一用於接收測試樣品的接收部分；一與所述接收部分進行熱傳遞的熱傳遞元件，所述熱傳遞元件限定了至少兩個通道，所述通道彼此大致等距離延伸，並且穿過所述熱傳遞元件的至少一部分，以提供流體的對流循環。
2.如權利要求1所述的熱傳遞裝置，其中所述熱傳遞元件包括一個入口和一個出口，以及一個相鄰於所述入口的通道分離器，所述通道分離器將單一的通道分成分離的通道，所述熱傳遞元件還包括一個相鄰於所述出口的通道連接器，所述通道連接器將分離的通道連接成一個單一的通道。
3.如權利要求2所述的熱傳遞裝置，其中所述熱傳遞元件包括多個彼此相互連接形成散熱片組件的散熱片。
4.如權利要求3所述的熱傳遞裝置，其中每個散熱片都限定了內部通道，其中所述熱傳遞裝置包括多個管件，每個管件都在相鄰的散熱片之間延伸並且具有和一個鄰接的散熱片中的內部通道相接觸的第一端部，和與另一個鄰接的散熱片中的內部通道相接觸的另一端部。
5.如權利要求3所述的熱傳遞裝置，其中一個散熱片中的第一通道從一第二通道相對於散熱片組件向內。
6.如權利要求1所述的熱傳遞裝置，其中所述熱傳遞元件是混合熱交換系統的一部分，其中所述熱傳遞裝置還包括至少一個與所述接收部分進行熱傳遞的熱交換元件，所述熱交換元件將熱量傳遞至所述接收部分或將熱量從所述接收部分帶走，所述熱傳遞元件與所述熱交換元件進行熱傳遞，將熱量傳遞給熱交換元件或將熱量從熱交換元件帶走。
7.如權利要求6所述的熱傳遞裝置，其中所述熱交換元件包括一個熱電模塊，所述模塊相應於電流從所述模塊的第一側至所述模塊的第二側穿過所述模塊進行熱傳遞。
8.如權利要求7所述的熱傳遞裝置，其中所述熱電模塊包括一多極熱電模塊。
9.一種冷起動模擬器，其包括一接收部分，用於接收樣品油；至少一個與所述接收部分進行熱交換的熱交換元件，所述熱交換元件響應於電流而將熱量傳遞至接收部分或從接收部分將熱量帶走；和一與所述熱交換元件之間進行熱傳遞的熱傳遞元件，用於將熱量傳遞至熱交換元件或從熱交換元件帶走熱量，所述熱交換元件包括至少兩條彼此大致等距離延伸且穿過所述熱傳遞部件的至少一部分的內部通道，以提供流體的對流循環。
10.根據權利要求9所述的冷起動模擬器，其中所述熱傳遞元件包括一個入口和一個出口，以及一個相鄰於所述入口的通道分離器，所述通道分離器將單一的通道分成分離的通道，所述熱傳遞元件還包括一個相鄰於所述出口的通道連接器，所述通道連接器將分離的通道連接成一個單一的通道。
11.如權利要求10所述的冷起動模擬器，其中所述熱傳遞元件包括多個彼此相互連接形成散熱片組件的散熱片。
12.如權利要求11所述的冷起動模擬器，其中每個散熱片都限定了內部通道，其中所述熱傳遞裝置包括多個管件，每個管件都在相鄰的散熱片之間延伸並且具有和一個鄰接的散熱片中的內部通道相接觸的第一端部，和與另一個鄰接的散熱片中的內部通道相接觸的另一端部。
13.如權利要求11所述的冷起動模擬器，其中一個散熱片中的第一通道從一第二通道相對於散熱片組件向內。
14.如權利要求9所述的冷起動模擬器，其還包括一個溫度控制裝置，所述溫度控制裝置具有一探測器，用於產生一由探測器監測表示溫度的信號，所述控制系統響應探測器產生的信號控制熱交換元件的電流。
15.一種控制流變的測試樣品的溫度的方法，所述方法包括以下步驟提供一流變測試單元，所述流變測試單元具有一接收部分，用於接收樣品油；一個響應於電流在所述接收部分附近進行熱傳遞的熱交換元件，所述熱交換元件而將熱量傳遞至接收部分或從接收部分將熱量帶走；所述測試單元還包括一與所述熱交換元件之間進行熱傳遞的熱傳遞元件，用於將熱量傳遞至熱交換元件或從熱交換元件帶走，所述熱傳遞元件包括至少兩條彼此大致等距離延伸且穿過所述熱傳遞部件的至少一部分的內部通道；設置一溫度傳感器，監控所述接收部分附近的區域；將流變測試樣品引入所述接收部分；用所述傳感器測量所述接收部分的溫度；相應於測量的接收部分的溫度控制供給熱交換元件的電流，以改變傳輸至接收部分或從接收部分傳輸走的熱量，使接收部分維持所需的溫度值；從流體源在內部通道中循環一種流體，用於將熱量傳遞至熱傳遞元件或從熱傳遞元件傳遞開，一部分流體在一個通道中以相對於另一部分流體在另一個通道中的流動方向相反的流動方向流動，以限制沿所述接收部分的溫度梯度。
16.如權利要求15所述的方法，其中所述熱傳遞元件包括一個入口和一個出口，以及一個相鄰於所述入口的通道分離器，所述通道分離器將單一的通道分成分離的通道，所述熱傳遞元件還包括一個相鄰於所述出口的通道連接器，所述通道連接器將分離的通道連接成一個單一的通道。
17.如權利要求15所述的方法，其中所述熱交換元件包括一個熱電模塊，所述模塊相應於電流從所述模塊的第一側至所述模塊的第二側穿過所述模塊進行熱傳遞，其中所述控制電流的步驟包括使電流反向的步驟，使得熱量從模塊的第二側向第一側穿過所述模塊進行傳遞。
18.如權利要求17所述的方法，其中所述熱電模塊包括多極熱電模塊。
全文摘要
一種用於測量測試樣品的流變性能的熱傳遞裝置,所述熱傳遞裝置包括一用於接收測試樣品的接收部分和一與所述接收部分進行熱傳遞的熱傳遞元件。所述熱傳遞元件具有彼此大致等距離延伸、並且穿過所述熱傳遞元件的至少一部分的內部通道,以提供流體的對流循環。一種冷起動模擬器,包括混合熱傳遞系統,其具有與所述熱傳遞元件進行熱交換的熱交換元件。其相應於電流將熱量傳遞至或傳遞開所述接收部分。所述冷起動模擬器還包括一個熱傳遞元件,所述熱傳遞元件具有提供流體的對流循環的內部通道。
文檔編號G01N33/28GK1378076SQ01134440
公開日2002年11月6日 申請日期2001年11月1日 優先權日2001年4月4日
發明者鄭萬烈, L·R·黑瓦爾德 申請人:佳能儀器公司